专题04变力作用下的直线运动-电磁学(A)

一．单项选择题(每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目的要求；每题4分) 1．(2010汕头高三期末)如图所示，在一个粗糙水平面上，彼此靠近地放置两个带同种电荷的小物块。由静止释放后，两个物块向相反方向运动，并最终停止。在物块的运动过程中，下列表述正确的是

A．两个物块的电势能逐渐减少 B．物块受到的库仑力不做功 C．两个物块的机械能守恒

D．物块受到的摩擦力始终小于其受到的库仑力

2．(2012潮州二模)如图所示，电场中一正离子只受电场力作用从A点运动到B点。离子在A点的速度大小为v0，速度方向与电场方向相同。能定性反映该离子从A点到B点运动情况的速度—时间(v-t)图象是

+q1 +q2 3．(2013汕头一模)如图，在正点电荷Q形成的电场中，在某点M放入一电荷量为q的正点电荷P，P受到的库仑力为F，下列表述正确的是 A．P、Q之间相互吸引

B．若将P移走，则M点的电场强度为零 C．若将P移近Q，则P所受库仑力减小

D．若将P的电荷量增大为2q，则P所受库仑力增大为2F

4．(2013梅州二模)如图所示，足够长的光滑金属导轨固定在竖直平面内，匀强磁场垂直导轨所在的平面里。金属棒AC与导轨垂直且接触良好。现将导轨接上电阻R，导轨和金属棒的电阻忽略不计，则金属棒AC由静止释放后 A．电流方向沿棒由C指向A

B．金属棒所受安培力的最大值与其重力大小相等 C．在金属棒加速下落的过程中，金属棒减少的重力势能 全部转化为在电阻上产生的热量

D．金属棒达到稳定速度后的下落过程中，金属棒的机械能守恒

二．双项选择题(每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目的要求；每题6分，全选对得6分，只选1个且正确得3分，错选、不选得0分)

5．(2008清远一模)A、B是一条电场线上的两点，若在某点释放一初速为零的电子，电子仅受电场力作用，并沿电场线从A运动到B，其速度随时间变化的规律如图

vB 专题04变力作用下的直线运动-电磁学(A) 第1页 共6页

M v 所vA t 示．则

A．电场力FAFB B．电场强度EAEB C．电势AB D．电势能AB

6．(2011湛江一模)一电场分布如图所示，实线为电场线，虚线为等势线，且AB=BC，一电子在此电场中仅受电场力作用，则下列说法中正确的有

A．电子可能在该电场中做匀加速直线运动

B．电子可能在该电场中做加速度逐渐增大的直线运动

C．电子从C运动到B和从B运动到A的过程中，电场力做功相等

D．电子从A运动到C的过程中，电势能增加

7．(2009全国高考卷)如图所示，在粗糙的斜面上固定一点电荷Q，在M点无初速度的释放带有恒定电荷的小物块，小物块在Q的电场中沿斜面运动到N点静止，则从M到N的过程中． A．小物块所受的电场力减小 B．小物块的电势能可能增加

C．小物块电势能变化量的大小一定小于克服摩擦力做的功 D．M点的电势一定高于N点的电势

8．(2013潮州二模)如图，上表面粗糙U金属导轨abcd固定在绝缘水平面上，导体棒ef放在导轨右端，导体棒与金属导轨接触良好，整个装置处一竖直向上的磁场，磁场的变化如图所示，导体棒ef总处于静止状态，则 A．t=0时回路电流I=0 B．接近1s时ef受安培力最大

C．0—5s过程导体棒ef一直有向右滑动的趋势 d D．0-1s回路感应电流与3-5s感应电流方向相反

A B b Be a f c 9．(2010惠州三模)如图所示，质量分别为m1和m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧相连接，置于绝缘光滑的水平面上.当突然加一水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度)，以下说法正确的是 A．因电场力分别对球A和球B做正功，故系统机械能不断增加

专题04变力作用下的直线运动-电磁学(A) 第2页 共6页

A

B + E - - B．因两个小球所受电场力等大反向，故系统动量守恒 C．当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时，系统动能最大 D．当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最小 三．非选择题(除实验专题外为三个计算题)

10．(2013年深圳二模)如图甲所示，电阻不计的光滑平行金属导轨相距L=0.5m，上端连接R=0.5Ω的电阻，下端连着电阻不计的金属卡环，导轨与水平面的夹角θ=300，导轨间虚线区域存在方向垂直导轨平面向上的磁场，其上、下边界之间的距离s=1Om，磁感应强度B-t图如图乙所示.长为L且质量为m=0.5kg的金属棒ab的电阻不计，垂直导轨放置于距离磁场上边界d=2.5m处，在t=O时刻由静止释放，棒与导轨始终接触良好，滑至导轨底端被环卡住不动.g取10m/s2，求：

(1)棒运动到磁场上边界的时间； (2)棒进人磁场时受到的安培力； (3)在0-5s时间内电路中产生的焦耳热.

MNN，静放在倾角11．(2013年佛山一模)如图所示如图所示，质量为m的U型金属框M为θ的粗糙绝缘斜面上，与斜面间的动摩擦因数为μ，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力；MM′、NN′边相互平行，相距L，电阻不计且足够长；底边MN垂直于MM′，电阻为r；光滑导体棒ab电阻为R，横放在框架上；整个装置处于垂直斜面向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。在沿斜面向上与ab垂直的拉力作用下，ab沿斜面向上运动。若导体棒ab与MM′、NN′始终保持良好接触，且重力不计。则：

(1)当导体棒ab速度为v0时，框架保持静止，求此时底边MN中所通过的电流I0，以及MN边所受安培力的大小和方向。

(2)当框架恰好将要沿斜面向上运动时，通过底边MN的电流I多大？此时导体棒ab的速度v是多少？

B 12．(2012年汕头一模)两根足够长的固定的平行金属导轨位于同一水平面内，两导轨间距为N'a l．导轨上面横放着两根导体棒PQ和MN，构成矩形回路，如图所示．导体棒PQ的质量M 第3页 共b 专题04变力作用下的直线运动-电磁学(A) 6页 N M'θ 为m、MN的质量为2m，两者的电阻皆为R，回路中其余部分的电阻可不计．在整个导轨平面内都有竖直向上的匀强磁场，磁感应强度为B．设两导体棒均可沿导轨无摩擦地滑行．开始时，棒MN静止处于距导轨右端为d处，PQ棒以大小为v0的初速度从导轨左端开始运动(如图)．忽略回路的电流对磁场产生的影响．

(1)求PQ棒刚开始运动时，回路产生的电流大小． (2)若棒MN脱离导轨时的速度大小为

v0，则回路中产生的焦耳热是多少？ 4 (3)若原来回路中靠近MN棒一侧的导轨中串联接有一个恒流电源，该电源使回路中的电流大小始终保持为I0(沿PMNQP方向)，试讨论MN棒脱离导轨时速度v的大小与d的关系． QlBNv0M7 AC 8 BD 2分

P 专题04变力作用下的直线运动-电磁学A．参考答案—— 题号 选项 1 A 2 C 3 D 4 B 5 AC 得：

得：

且3分

2分

6 BD d9 BC 10.解：(1)由牛顿第二定律： 由运动学公式：

(2)由法拉第电磁感应定律：

而 (3)因为

得：3分

，所以金属棒进入磁场后做匀速直线运动，运动至导轨

底端的时间为：。由图可知，棒被卡住1s后磁场才开始均匀变化。2分

由法拉第电磁感应定律：

所以在05s时间内电路中产生的焦耳热为：

2分

11．(共18分)(1)(共9分)

ab中的感应电动势E0BLv0①

所以4分

专题04变力作用下的直线运动-电磁学(A) 第4页 共6页

回路中电流I0 联立得I0E0② RrBLv0③ Rr 此时底边MN所受的安培力 F安BIL④

B2L2v0 F安BI0L⑤

Rr 安培力方向沿斜面向上⑥

(2)(共9分)当框架恰好将要沿斜面向上运动时，MN受到的安培力 F安mgsinmgcos⑦ F安BIL⑧

故ImgsincosBL⑨ 又IE⑩ Rr EBLv11 ○ 解得vmg(Rr)(sincos)12 ○22BL12．解答：(1)由法拉第电磁感应定律，棒PQ产生的电动势EBlv0① 则回路产生的电流大小IBlv0② 2R (2)棒PQ和MN在运动过程中始终受到等大反向的安培力，系统的动量守恒，得 mv0mv12mv0③ 4 由能量守恒定律，回路中产生的焦耳热为 Qv12121mv0mv12m(0)2④ 222452mv0⑤ 16 解得Q (3)回路中的电流始终保持为I0，则棒PQ和MN所受的安培力大小保持不变．若d足够长，则棒PQ先向右匀减速运动再向左匀加速运动，返回轨道左端时速度大小仍为v0，而这

专题04变力作用下的直线运动-电磁学(A) 第5页 共6页

'个过程棒MN一直向右匀加速运动，由动量守恒定律得mv0m(v0)2mv2⑥

设这个过程棒MN的位移为x，由动能定理得I0Blx2mv0 解得x⑧

I0Bl12mv'2 2⑦2 讨论：

2mv0 ①当d时，棒MN在导轨上一直向右匀加速运动直到脱离导轨，由动能定理得

I0BlI0Bld12mv2；解得MN棒脱离导轨时的速度v2I0Bld⑨ m2mv0 ②当d时，棒PQ先从导轨左端脱离导轨，棒MN之后保持匀速运动直到脱离

I0Bl导轨，脱离导轨时的速度vv'2v0⑩

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